長(zhǎng)慶油田分采泵分層采油工藝技術(shù)研究與應(yīng)用

李大建，牛彩云，何 淼，王 百

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司油氣工藝研究院（低滲透油氣田勘探開發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室），陜西西安 710018）

長(zhǎng)慶油田分采泵分層采油工藝技術(shù)研究與應(yīng)用

李大建，牛彩云，何 淼，王 百

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司油氣工藝研究院（低滲透油氣田勘探開發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室），陜西西安 710018）

三疊系延長(zhǎng)組是長(zhǎng)慶油田主力開發(fā)層系，油藏在縱向上表現(xiàn)為多套小層疊合，受到超前注水、籠統(tǒng)注水等因素影響，兩層籠統(tǒng)合采油井層間壓差較大，層間矛盾突出，因此用分采泵分層采油是消除合采油井層級(jí)間干擾矛盾的主要方式之一。鑒于長(zhǎng)慶油田三疊系油藏飽和壓力低，地飽壓差小，油井氣油比高，研發(fā)了一種“上泵抽下層，下泵抽上層”的防氣式分采泵。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用表明，該防氣式分采泵分采效果明顯，對(duì)高氣油比油井適應(yīng)性強(qiáng)。

防氣式分采泵；分層采油；長(zhǎng)慶油田

1 問題的提出

目前對(duì)于疊合油層的開采主要采用兩種方式：籠統(tǒng)合采、分層開采，不同方式的選擇主要基于測(cè)試資料對(duì)油井產(chǎn)層之間層間干擾程度分析結(jié)果。當(dāng)層間存在嚴(yán)重干擾矛盾時(shí)，為消除層間干擾對(duì)儲(chǔ)層產(chǎn)能的抑制作用，通常采用分層采油。

三疊系延長(zhǎng)組是長(zhǎng)慶油田主力開發(fā)層系，在縱向上表現(xiàn)為多套小層疊合。受到超前注水、籠統(tǒng)注水等因素影響，兩層籠統(tǒng)合采油井層間壓差較大，層間矛盾突出［1］。為消除、改善層間干擾矛盾，充分發(fā)揮上下產(chǎn)層產(chǎn)能，需要對(duì)上下疊合產(chǎn)層開展分層采油［2-5］，分采泵分層采油是目前國(guó)內(nèi)外兩層分采的主要方式之一。長(zhǎng)慶油田三疊系油藏飽和壓力低，地飽壓差小，油井氣油比高，諸如偏置閥式分采泵、滑閥式分采泵、獨(dú)立進(jìn)出液式分采泵受到泵結(jié)構(gòu)原理限制，分采泵分采管柱中下產(chǎn)層伴生氣沒有通道，分采泵受氣體影響嚴(yán)重，泵適應(yīng)程度低。為此，基于常見分采泵結(jié)構(gòu)原理，研發(fā)出一種“上泵抽下層、下泵抽上層”的防氣式分采泵，很好地解決了分采泵在兩層分采過程中的氣體影響。在高氣油比區(qū)塊現(xiàn)場(chǎng)分采試驗(yàn)應(yīng)用情況表明，該泵應(yīng)用效果顯著，為長(zhǎng)慶油田高氣油比疊合油藏的高效開發(fā)探索出一條新途徑。

2 防氣式分采泵結(jié)構(gòu)與工作原理

2.1 防氣式分采泵結(jié)構(gòu)

防氣式分采泵主要由上、下接頭，上、下泵筒總成，上、下柱塞組合總成，橋式雙通道進(jìn)液分流閥總成，下固定閥等部件組成，見圖1所示。

圖1 防氣式分采泵結(jié)構(gòu)示意

2.2 防氣式分采泵工作原理

如圖2、3所示，分采管柱下入井內(nèi)預(yù)定位置，封隔器坐封，封隔器將上下油層分為兩個(gè)獨(dú)立的供液系統(tǒng)，在泵柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中，上油層產(chǎn)液通過防氣分采泵橋式雙進(jìn)液分流閥短節(jié)側(cè)向進(jìn)油口進(jìn)入下筒泵，到達(dá)上筒泵底部凡爾；下油層產(chǎn)液經(jīng)過篩管、油管，首先到達(dá)下泵筒固定閥，經(jīng)過橋式雙進(jìn)液短節(jié)下進(jìn)油口、下泵筒與過橋管的環(huán)形空間，到達(dá)上泵筒柱塞下端的分流閥總成；兩層液體在分流閥總成處匯總，經(jīng)上部柱塞排入油管，舉升至地面，實(shí)現(xiàn)了上下疊合油層在互不干擾條件下分采混出的目的。

圖2 防氣分采泵分采管柱示意

圖3 防氣分采泵工作原理示意

2.3 防氣式分采泵防氣原理

（1）防氣式分采泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以看做是由兩臺(tái)整筒抽油泵串聯(lián)而成的復(fù)合抽油泵，上下泵倒置設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了分采泵上泵抽下層，下泵抽上層工作原理（圖3），在此條件下，上油層伴生氣通過油套環(huán)空排出，下產(chǎn)層伴生氣通過上泵柱塞作用通過油管隨井液一起排出，從而有效建立了分采油井上下油層伴生氣排氣通道，從根本上提高了分采泵對(duì)油井伴生氣體的適應(yīng)能力。

（2）分采泵泵體上設(shè)計(jì)有儲(chǔ)氣包，能夠有效、及時(shí)對(duì)分采油井下油層伴生氣排放，進(jìn)一步提高分采泵適應(yīng)伴生氣的能力。

儲(chǔ)氣包工作原理：當(dāng)上泵柱塞上行時(shí)，固定閥打開，油氣混合物進(jìn)入上級(jí)泵筒，氣體進(jìn)入儲(chǔ)氣腔；當(dāng)柱塞下行時(shí)，氣體密閉在儲(chǔ)氣腔內(nèi)，柱塞下行至下死點(diǎn)時(shí)，氣體進(jìn)入油管內(nèi)，通過油管舉升至地面集輸系統(tǒng)中。如圖4所示。

圖4 儲(chǔ)層包工作原理示意

3 防氣式分采泵分層采油現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

長(zhǎng)慶油田主力開發(fā)層系三疊系延長(zhǎng)組縱向表現(xiàn)為多套油層疊合，油井伴生氣大，多個(gè)開發(fā)區(qū)塊屬于高氣油比區(qū)塊，統(tǒng)計(jì)96個(gè)高氣油比油藏（區(qū)塊）中，氣油比大于100 m3／t的有80個(gè)。油井先天條件決定了分采工藝技術(shù)要具有較強(qiáng)防氣適應(yīng)性。在此背景下，2010-2011年長(zhǎng)慶油田研發(fā)了具有防氣能力的防氣式分采泵，并開展了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，累計(jì)開展現(xiàn)場(chǎng)分采試驗(yàn)25井次，其中具有顯著提液效果21井次，具有增油效果20井次，試驗(yàn)有效率84%，累計(jì)增油1000多噸，取得較好的試驗(yàn)效果（表1、圖5所示）。

表1 典型試驗(yàn)井分采效果統(tǒng)計(jì)

圖5 L122-25井防氣式分采泵分層采油曲線

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）防氣式分采泵結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)決定了其在工作過程中對(duì)高氣油比油井伴生氣具有良好的適應(yīng)能力。

（2）針對(duì)長(zhǎng)慶油田三疊系油藏氣油比高、伴生氣量大的油井開展分層采油。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，結(jié)果表明防氣式分采泵分層采油效果良好，具有推廣應(yīng)用的前景。

（3）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況表明，油井層間干擾矛盾越大，分采泵分采效果越明顯。因此，分采選井的重中之重是開展油井分層測(cè)試，要準(zhǔn)確掌握油井產(chǎn)層之間干擾矛盾程度。

［1］ 鮮波，熊鈺，石國(guó)新，等.薄層油藏合采層間干擾分析及技術(shù)對(duì)策研究［J］.特種油氣藏，2007，14（3）：52-53.

［2］ 劉玉文.遼河油田稠油分層采油技術(shù)［J］.石油鉆采工藝，2008，25（增刊）：85-86.

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［4］ 李大健，牛彩云，何森，等.幾種分層采油技術(shù)在長(zhǎng)慶油田的適應(yīng)性分析［J］.石油地質(zhì)與工程，2011，25（6）：124-126.

［5］ 武雅黎，彭芳芳，嚴(yán)霞霞，等.春光油田舉升工藝適應(yīng)性分析及優(yōu)化［J］.石油地質(zhì)與工程，2011，25（4）：110-112.

As the main producing layers，oil reservoirs of Triassic Yanchang formation have the characteristics of overlapped multiple layers vertically，and affected by advanced water injection and general water injection.If general commingled production of two layers adopted，the interlayer pressure difference will be bigger and the interlayer contradiction will become obvious.Therefore，two-layered selective zone production technology should be adopted.In view of the reservoir characteristics of low saturation pressure，small formation-saturation pressure difference and high oil gas ratio，a kind of gas-proof separate layer production pump，"the upper pump for lower layer and lower pump for upper layer"，has been adopted.Through field test and application，the results show the pump has good production effect and stronger adaptability for high oil gas ratio wells.

97 Research and application of gas-proof pump layering oil production technology in Changqing oilfield

Li Dajian et al（Low Permeability Oil and Gas E＆D NEL of Changqing Oilfield Company，PetroChina，Xi'an，Shaanxi 710018）

gas-proof separate layer production pump；separate layer oil production；general production；interlayer interference

TE833

A

1673-8217（2012）06-0097-02

2012-06-06

李大建，工程師，碩士，1979年生，2006年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)，現(xiàn)從事采油工藝技術(shù)、盆地構(gòu)造與油氣成藏等方面研究工作。

李金華